Topologija stikalnega napajanja

Jul 24, 2023

Pustite sporočilo

Naslednji korak pri izpeljavi topologije stikalnega napajanja je uvedba transformatorja v konfiguracijah Buck in neizoliranih Flyback. Omeniti velja, da ni potrebe po preučevanju transformatorsko sklopljenega ojačevalnega vezja, ker po uporabi transformatorja postaneta topologiji Boost in Flyback popolnoma enaki. Vendar topologiji Buck in Flyback z dodatkom transformatorja dosežeta zelo različne zmogljivosti. Pravzaprav bomo spremenili ime topologije protipovratnega vezja s transformatorjem v topologijo pretvornika "naprej" in obdržali ime povratni pretvornik. Vidimo lahko, da lahko ta imena bolj intuitivno opišejo osnovne značilnosti vezja. V prednjem pretvorniku se energijski impulz, ustvarjen v vsakem ciklu, takoj prenese na izhod, medtem ko se v povratnem pretvorniku energija vsakega impulza začasno shrani v magnetnem jedru in nato sprosti na izhod. Postopek je nekoliko podoben stiskanju vzmeti in nato vrnitvi v prvotni položaj.
Obe topologiji imata številne prednosti. Prvič, dodani transformator omogoča varno izolacijo, ker transformator ne prepušča enosmernega toka, izhodno polariteto pa je mogoče prilagoditi, kar omogoča večjo prilagodljivost pri ozemljitvi navitja. Poleg tega razmerje obratov med primarnim in sekundarnim navitjem (N=N2/N1) omogoča preprosto regulacijo napetosti, tako da oblikovalci napajalnikov sedaj niso omejeni z vhodnimi in izhodnimi delovnimi območji. Končna prednost je, da je več sekundarnih navitij mogoče povezati v transformator, da se doseže več napetostnih izhodov. Upoštevajte, da formule za razmerje ojačanja (napetostno razmerje) za naprej in nazaj ostanejo enake kot zgornja neizolirana struktura, vendar je dodan faktor obratnega razmerja (na splošno je konstanten, ko je zasnova transformatorja končana).

Ena od zgoraj omenjenih omejitev topologije z enim stikalom (enim stikalom) je, da stikalo poganja transformator v eno smer, zato transformator potrebuje mehanizem za ponastavitev in magnetni tok se mora vrniti na izhodiščno točko. O teh tehnikah ponastavitve bomo podrobneje razpravljali pozneje, najpogostejša metoda je uporaba ponastavitve v volt-sekundi, ki je enaka energijskemu impulzu, vendar to omejuje največji delovni cikel.

Razlika med obema topologijama je transformator in ta razlika je očitna. Kot je bilo že omenjeno, je prednji transformator zelo blizu idealnemu transformatorju, zato se shrani le zelo malo energije (velika induktivnost magnetiziranja), tako da je tok na primarni strani neposredno sklopljen skozi navitje transformatorja in teče do stopnje izhodnega filtra. V nasprotju s tem ima povratni transformator veliko manjšo magnetno induktivnost, ki mora shraniti vso energijo, ki jo zahteva izhodna obremenitev, medtem ko sekundarni stranski tok prestreže izhodna usmerniška dioda. Ko je glavno stikalo izklopljeno, se polarnost navitja obrne in shranjena energija teče skozi izhodni usmernik v obliki toka. Te razlike so jasno vidne iz valovnih oblik, prikazanih na spodnji sliki, obe tokokrogi delujeta pri 50 % obratovalnem ciklu (upoštevajte, da je treba zaradi višje napetosti povratnega tokokroga število sekundarnih ovojev prepoloviti, da ohranite enako izhodna napetost).

Pošlji povpraševanje
Pošlji povpraševanje